TWI827697B - 用於預防袋狀翹曲缺陷之組成物及方法 - Google Patents
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Abstract
本案提供一種鋁矽酸鹽玻璃，其包括基於氧化物以莫耳百分比計在約5莫耳%至約25莫耳%之範圍內的MgO + CaO + SrO + Li2
O + ZnO + Y2
O3
+ ZrO2
+ La2
O3
+ TiO2
+ Nb2
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+ Ta2
O5
。此玻璃可藉由以下步驟加工：(i)使處於熔融狀態之玻璃流過形成表面以形成玻璃帶，此些形成表面在根部處會聚，及(ii)使用牽引輥對玻璃帶進行拉製以形成玻璃片，其中牽引輥以一牽引輥距離與根部隔開，並且其中此玻璃展現出藉由以下步驟獲得之黏度曲線斜率：繪製用於使玻璃在根部處之根部黏度增大至在根部與牽引輥之間的若干位置中之一者處的較高黏度及玻璃在牽引輥處之黏度的溫度梯度。玻璃包含液相黏度，根部黏度小於液相黏度，並且玻璃包含預防袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率。在某些實施例中，當玻璃之根部黏度在約70 kP至約90 kP之範圍內，且玻璃在牽引輥處之黏度大於90 kP且小於或等於1 X 108
kP時，溫度梯度小於約150 ℃。
Description
本申請案主張於2018年10月9日申請之美國臨時申請案第62/743015號之優先權權益，該案之內容被本文所依賴的且以全文引用之方式併入本文中。
本發明關於用於預防袋狀翹曲缺陷之玻璃組成物及方法。
當在融合下拉製機中加工玻璃組成物時，熔融玻璃流入包含形成主體(本文中亦稱為「隔離管」)之形成設備中。形成主體可包含定位於形成主體之上表面中之槽及會聚的形成表面，此些會聚形成表面沿著形成主體之底部邊緣(即，「根部」)在拉製方向上會聚。遞送至形成主體槽之熔融玻璃作為單獨的熔融玻璃流溢出槽之側壁(或「堰」)且沿著會聚的形成表面流下。單獨的熔融玻璃流在根部處結合以產生單個玻璃帶，隨著玻璃冷卻且玻璃之黏度增大，藉由向玻璃帶施加張力(諸如藉由重力、邊緣輥及牽引輥)來對其進行拉製，以控制玻璃帶之尺寸。當最初在高溫下處於熔融狀態之玻璃組成物在融合拉製機中被加工時曝露於較低溫度達很長時間時，晶相之生長可開始。此等晶相開始生長時的溫度及黏度分別被稱為液相溫度及液相黏度。通常期望加工玻璃組成物以使得其在加工期間的黏度不會超過液相黏度。在某些玻璃組成物(特別是具有相對低的液相黏度之玻璃組成物)中，通常減小玻璃組成物在根部處之黏度(「根部黏度」)，因此避免液相黏度。
然而，當減小玻璃組成物在根部處之黏度時，某些玻璃組成物將展現出的根部黏度低於將允許在牽引輥處施加正牽引力之值，並且玻璃將從平坦的平面變形。此現象被稱為袋狀翹曲缺陷。隨著新的原料之使用，玻璃組成物繼續發展以改良玻璃效能。當玻璃組成物之化學性質被調整時，液相黏度可變為低於針對基於牽引力之穩定形成條件的黏度。
仍然需要識別且選擇玻璃組成物及在融合下拉製機中加工此類玻璃組成物以預防袋狀翹曲缺陷之方法。當在相對低的根部黏度下加工玻璃組成物時特別需要避免袋狀翹曲，相對低的根部黏度避免了接近液相溫度及液相黏度，以便避免玻璃中之晶相生長之開始。
本發明之一個態樣提供一種鋁矽酸鹽玻璃，其包括基於氧化物以莫耳百分比計在約5莫耳%至約25莫耳%之範圍內的MgO + CaO + SrO + Li2
O + ZnO + Y2
O3
+ ZrO2
+ La2
O3
+ TiO2
+ Nb2
O5
+ Ta2
O5
，此玻璃可藉由以下步驟加工：(i)使處於熔融狀態之玻璃流過形成表面以形成玻璃帶，形成表面在根部處會聚，及(ii)使用牽引輥對玻璃帶進行拉製以形成玻璃片。牽引輥以牽引輥距離與根部隔開，且玻璃展現出藉由以下步驟獲得之黏度曲線斜率：繪製用於使玻璃在根部處之根部黏度增大至在根部與牽引輥之間的若干位置中之一者處的較高黏度及玻璃在牽引輥處之黏度的溫度梯度。玻璃亦包括：液相黏度，根部黏度小於此液相黏度；及預防袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率。當玻璃之根部黏度在約70 kP至約90 kP之範圍內，且玻璃在牽引輥處之黏度大於90 kP且小於或等於1 X 108
kP時，溫度梯度小於約150 ℃。
在某些實施例中，玻璃進一步包括在約50莫耳%至約75莫耳%之範圍內的SiO2
。在某些實施例中，玻璃在第一溫度下展現出85 kP之黏度且在第二溫度下展現出100 kP之黏度，其中第一溫度與第二溫度之間存在小於約8.5 ℃之差值。替代地，或另外，玻璃在第一溫度下展現出85 kP之黏度且在第三溫度下展現出200 kP之黏度，其中第一溫度與第三溫度之間存在小於約43 ℃之差值，玻璃在第一溫度下展現出85 kP之黏度且在第四溫度下展現出500 kP之黏度，其中第一溫度與第四溫度之間存在小於約85 ℃之差值，且/或玻璃在第一溫度下展現出85 kP之黏度且在第五溫度下展現出1000 kP之黏度，其中第一溫度與第五溫度之間存在小於約115 ℃之差值。
本發明之另一態樣提供一種由玻璃組成物製造玻璃片之方法，玻璃組成物在融合下拉製機中使用牽引輥加工。此方法包括判定複數個玻璃組成物中之每一者之黏度曲線斜率的步驟，複數個玻璃組成物藉由以下步驟加工：(i)使處於熔融狀態之複數個玻璃組成物中之每一者流過形成表面以形成玻璃帶，形成表面在根部處會聚，及(ii)使用牽引輥對玻璃帶進行拉製以形成玻璃片，其中牽引輥以牽引輥距離與根部隔開，並且其中黏度曲線斜率藉由以下步驟獲得：繪製用於使複數個玻璃組成物中之每一者在根部處之根部黏度增大至在根部與牽引輥之間的若干位置處的較高黏度及牽引輥處之黏度的溫度梯度。在某些實施例中，溫度梯度小於150 ℃，複數個玻璃組成物中之每一者之根部黏度在約70 kP至約90 kP之範圍內，且複數個玻璃組成物中之每一者在牽引輥處之黏度大於90 kP且小於或等於1 X 108
kP。複數個玻璃組成物中之每一者包含液相黏度，複數個玻璃組成物中之每一者之根部黏度小於液相黏度。方法進一步包括以下步驟：自複數個玻璃組成物中選擇玻璃組成物，此玻璃組成物(a)包括數量在約5莫耳%至約25莫耳%之範圍內的MgO + CaO + SrO + Li2
O + ZnO + Y2
O3
+ ZrO2
+ La2
O3
+ TiO2
+ Nb2
O5
+ Ta2
O5
，且(b)包含預防袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率；及使用具有預防袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率之玻璃組成物對玻璃片進行拉製。
在某些實施例中，根部黏度在約75 kP至約85 kP之範圍內。在某些實施例中，用於使根部黏度增大至100 kP之較高黏度的溫度梯度小於約8.5 ℃，且/或用於使根部黏度增大至200 kP之較高黏度的溫度梯度小於約43 ℃。
本發明之另一態樣提供一種由玻璃組成物製造玻璃片之方法，玻璃組成物在融合下拉製機中使用牽引輥加工，此方法包括以下步驟：判定(i)玻璃組成物之液相黏度，及(ii)玻璃組成物在融合下拉製過程期間形成的根部處在玻璃組成物之根部黏度溫度下的根部黏度；為玻璃組成物選擇在根部下游的一或多個目標下游黏度，該等目標下游黏度高於根部黏度之量值，且低於液相黏度之量值；及與玻璃組成物之根部黏度溫度相比，判定用於在玻璃組成物中達成一或多個目標下游黏度的溫度梯度；及將用於達成一或多個目標下游黏度中之任何一者的溫度梯度與用於在融合下拉製機中在根部黏度溫度下在第二參考玻璃組成物中達成目標下游黏度的參考溫度梯度進行比較，已知第二參考玻璃組成物避免了袋狀翹曲缺陷。若用於目標黏度中之任一者的溫度梯度中之任一者在量值上低於用於在第二參考玻璃組成物中達成目標黏度之參考溫度梯度，則使處於熔融狀態之玻璃組成物流過會聚的形成表面以形成玻璃帶，且使牽引輥旋轉以對玻璃帶進行拉製以製造玻璃片。
在某些實施例中，根部黏度在約75 kP至約85 kP之範圍內(例如，85 kP)，且一或多個目標下游黏度在約90 kP至約1 X 108
kP之範圍內。在某些實施例中，用於達成100 kP之目標下游黏度之參考溫度梯度為約8.5 ℃，用於達成200 kP之目標下游黏度之參考溫度梯度為約43 ℃，用於達成500 kP之目標下游黏度之參考溫度梯度為約85 ℃，且/或用於達成1000 kP之目標下游黏度之參考溫度梯度為約115 ℃。
額外特徵及優點將在以下詳細描述中闡述，且部分地將由此描述對熟習此項技術者顯而易見或藉由實踐如本文所描述之實施例被認識到，包括以下詳細描述、申請專利範圍以及隨附圖式。
應理解，前述一般描述及以下詳細描述僅為示例性的，且意欲提供概述或框架來理解申請專利範圍之本質及特性。隨附圖式被包括以提供進一步理解，且併入本說明書中並構成本說明書之一部分。圖式說明一或多個實施例，且與描述一起用於解釋各種實施例之原理及操作。
現將詳細參考各種實施例，此些實施例之實例在隨附實例及圖式中予以說明。
應注意，術語「大體上」及「約」可在本文中用於表示可歸因於任何數量比較、值、量測值或其他表示之固有不確定程度。此等術語亦在本文中用於表示數量表示在不導致所論述的標的物之基本功能之變化的情況下自所述參考值發生變化的程度。
融合下拉製機展示於第1圖中，其中溢流槽構件或形成主體10包括向上開放的槽20，此槽在其縱向側上以壁部分30為邊界，此壁部分在其上部範圍處終止於相對的縱向延伸的溢流側壁或堰40中。堰40與形成主體10之相對的外部片形成表面連通。如圖所示，形成主體10具備：一對大體上垂直的形成表面部分50，其與堰40連通；及一對向下傾斜的會聚表面部分60，其終止於大體上水平的下端或根部70處，此下端或根部形成玻璃拉製線。
藉助於與槽20連通的遞送通道90將熔融玻璃80饋送至槽20中。至槽20中的饋送可包含單末端或(必要時)雙末端。一對限制壩100設置於溢流堰40上方，鄰近槽20之每一末端，以引導熔融玻璃80作為單獨的流越過溢流堰40溢出自由表面110，且沿著相對的形成表面部分50、60向下流至根部70，在此根部處，單獨的流(以點劃線展示)會聚而形成一片表面未污染的玻璃120。在融合過程中，將牽引輥130置放於形成主體10之根部70下游，牽引輥130以牽引輥距離135與根部70隔開。牽引輥130用於調整所形成的玻璃帶離開會聚的形成表面之速率且因此幫助判定成品片之標稱厚度。適合的牽引輥例如描述於美國專利第6,896,646號中，此案之內容以全文引用之方式併入本文中。
在一或多個實施例中，牽引輥經設計以在玻璃帶之外部邊緣處(具體而言，就在增厚的珠粒內側之區域中，此些增厚的珠粒存在於帶之邊緣處)接觸玻璃帶。牽引輥所接觸之玻璃邊緣部分140稍後在其與片分離之後從基板丟棄。
根據所論述的特定玻璃組成物，在融合下拉製機上加工之玻璃片之黏度可變為低於針對基於牽引力之穩定形成條件的黏度。牽引力隨隔離管之根部與牽引輥之間的無支撐的玻璃重量而變。如上文所論述，若根部黏度低於用於在牽引輥處提供正牽引力的值，則玻璃將從平坦的平面變形，此是一種被稱為袋狀翹曲缺陷的現象。
另一方面，若為了避免袋狀翹曲缺陷，使根部黏度增大太多，則玻璃組成物在加工期間的黏度可超過加工期間的液相黏度，在此情況下去玻化將在玻璃片中且/或在邊緣導向器上發生，去玻化又可造成產品損耗。
根據一或多個實施例，已判定某些玻璃組成物可在相對低的根部黏度下加工，且由於其在藉由特定溫度梯度冷卻時，與藉由同一特定溫度梯度冷卻之其他玻璃組成物相比，能夠達成較高黏度，此等玻璃組成物仍可避免袋狀翹曲缺陷。因此，根據一或多個實施例，識別且選擇玻璃組成物以提供在根部與牽引輥之間展現出相對快的玻璃黏度增大，且將不太容易有袋狀翹曲缺陷並且可預防袋狀翹曲缺陷之玻璃組成物。
黏度增大的影響之量值與在其中發生黏度增大的根部下方之距離有關。靠近根部之黏度增大針對相同的根部黏度提供最大的牽引力增益。以引用方式併入本文中的美國專利第8,429,936號提供關於牽引力及與根部之距離的進一步論述。
在融合下拉製機上的加工期間在避免液相黏度的同時解決袋狀翹曲缺陷之當前方法是將玻璃組成物局限於液相黏度充分高於被稱為袋狀翹曲黏度極限的黏度之玻璃組成物，特別是當加工具有大於0.7 mm，大於0.8 mm或大於0.9 mm之厚度的玻璃片時。此種當前方法導致從考慮中消除具有低的液相黏度之大量玻璃組成物，即使此等玻璃組成物本來可加工以獲得有益的性質。已發現，具有低的液相黏度、但具有適當的黏度曲線斜率之組成物可在融合下拉製機中加工以形成具有相對高的厚度(例如，大於0.7 mm且小於50 mm，大於0.8 mm且小於50 mm，大於0.9 mm且小於50 mm，大於1 mm且小於50 mm)之玻璃片，同時仍避免袋狀翹曲缺陷。
如本文中所使用之「黏度曲線斜率」指代當在融合下拉製機中加工時用於使黏度例如自根部黏度增大至在根部與牽引輥之間的若干位置中之一者處的較高黏度及玻璃組成物在牽引輥處之黏度的溫度梯度。如以下在實例中更詳細地描述，當藉由由於使玻璃組成物冷卻所造成的溫度梯度來減小特定組成物之溫度時，與藉由不具有預防袋狀翹曲之黏度曲線斜率之組成物達成的邊限黏度增大相比，避免袋狀翹曲之黏度曲線斜率將達成較高的邊限黏度增大。因此，具有避免袋狀翹曲之黏度曲線斜率之組成物的優點為，需要較小的溫度變化來增大玻璃組成物在融合下拉製機中加工時的剛度。
在融合下拉製機上的加工期間，在組成物在根部下游被加工時減小玻璃組成物之根部溫度時發生的剛度增大沿著拉製向下且跨拉製發生。針對跨根部(垂直於玻璃流)之相同溫度梯度，玻璃帶之末端上的黏度(玻璃剛度之度量)比在根部之中心更快地增大。此外，當在融合下拉製機上加工具有相對較窄的寬度之玻璃片時，末端代表總寬度之較大百分比。因此，在加工具有較窄的寬度之玻璃片時，更容易避免袋狀翹曲缺陷。當加工較寬且較厚的玻璃片時，避免袋狀翹曲缺陷要略微難一些。
在一或多個實施例中，提供了允許隔離管之末端與中心之間減小的溫度梯度之玻璃組成物及方法，減小的溫度梯度又導致較低的根部黏度以避免袋狀翹曲缺陷。此使得能夠採用具有接近袋狀翹曲極限黏度之液相溫度的玻璃組成物。
具有預防袋狀翹曲之黏度曲線斜率之組成物將在垂直方向上實現較小的溫度梯度，以幫助使袋狀翹曲最小化。當跨拉製厚度不均勻時，經由輻射之高熱萃取率可造成較大的跨帶溫度梯度。在具有無法預防袋狀翹曲之黏度曲線斜率之玻璃中，需要更大的熱萃取量來使黏度增大相同的相對量。當在玻璃組成物離開隔離管之根部之後即刻將其冷卻時，可針對相同的根部溫度增大牽引力。
現將描述具有可預防袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率之組成物的特性。
在工業矽酸鹽玻璃中，SiO2
充當主要的玻璃形成氧化物。SiO2
之濃度應足夠高，以便給玻璃提供適合於消費者應用之足夠高的化學耐久性。然而，玻璃不能含有太多SiO2
，因為純SiO2
或高SiO2
玻璃之熔融溫度(200泊溫度)太高。此外，高SiO2
含量通常產生具有平滑的黏度曲線之玻璃，即，兩個固定黏度點之間的溫度變化較高。出於本發明之實施例之目的，SiO2
含量需要合理地較低，為50-75莫耳%，例如50-70莫耳%。
Al2
O3
亦可充當玻璃組成物中之玻璃形成物。像SiO2
一樣，Al2
O3
通常會增大熔融物之黏度，且Al2
O3
相對於鹼土(alkalis or alkaline earth)之增加通常導致改良之耐久性。鋁離子之結構性作用取決於玻璃組成物。當鹼性氧化物(R2
O)之濃度接近或大於氧化鋁(Al2
O3
)之濃度時，所有鋁是在四面體配位中發現，而鹼離子充當電荷平衡劑。然而，高Al2
O3
濃度通常會降低液相黏度。根據一或多個實施例，Al2
O3
濃度可為約5-20莫耳%，例如約8-20莫耳%。
鹼性氧化物(例如，Li2
O、Na2
O及K2
O)用於輔助達成低熔融溫度及低液相溫度。另一方面，添加鹼性氧化物顯著增大熱膨脹係數(CTE)且降低玻璃片之化學耐久性。為了執行離子交換，需要存在小的鹼性氧化物(諸如Li2
O及Na2
O)來與來自鹽浴之較大鹼離子(例如，K+
)交換。通常可執行三種類型之離子交換：
1. Na+
換Li+
型交換，其導致深的層深度但低的壓縮應力；
2. K+
換Li+
型交換，其導致小的層深度但相對大的壓縮應力；及
3. K+
換Na+
型交換，其導致中等的層深度及壓縮應力。
在一些實施例中，小的鹼性氧化物(例如，鋰及鈉)之足夠高的濃度在玻璃中產生大的壓縮應力，因為壓縮應力與自玻璃中交換之鹼離子之數目成比例。在一些實施例中，小的鹼性氧化物在約10莫耳%至約20莫耳%之範圍內存在。
二價陽離子氧化物(諸如稀土氧化物，例如MgO、ZnO、SrO及CaO)亦改良玻璃之熔融性質，但關於離子交換效能，二價陽離子之存在用於減小鹼性遷移率。對離子交換效能之不利影響在較大二價陽離子的情況下尤其顯著。此外，較小二價陽離子通常比較大二價陽離子對壓縮應力更有幫助。然而，當MgO含量高時，它們容易形成鎂橄欖石(Mg2
SiO4
)，因此在MgO含量高於某一等級的情況下致使液相溫度非常急劇地升高。在一些實施例中，二價氧化物在約2莫耳%至約10莫耳%之範圍內的存在輔助預防袋狀翹曲缺陷。
向玻璃中添加B2
O3
可用於改良玻璃之抗破壞性(例如，可給玻璃提供高的壓痕臨限值)。當未藉由鹼性氧化物或二價陽離子氧化物對硼進行電荷平衡時，硼將處於三角配位狀態，且因此使結構開放。圍繞三角配位的硼之網不像四面體配位的硼那麼堅固，且因此，玻璃在裂縫形成之前不能承受某種變形。參見例如美國專利第8,946,103號，此案以全文引用中的方式併入本文中。此外，硼減小熔融黏度且有效地幫助抑制鋯石崩潰黏度。在一些實施例中，玻璃不含氧化硼。
關於黏度曲線斜率，高場強度陽離子有利於提供具有避免袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率之玻璃組成物。在某些實施例中，玻璃組成物包括選自鎂、鈣、鍶、鋰、鋯、鉭、釔、鑭及其組合之高場強度陽離子。在一個實施例中，高場強度陽離子選自鎂、鈣、鍶、鋰及其組合。
如上文所描述，根據一些實施例，避免袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率需要融合下拉製機中在隔離管根部下方的較少冷卻。具有高含量的高場強度陽離子及相對低含量的SiO2
之玻璃可提供具有避免袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率之玻璃組成物。根據一或多個實施例，高場強度陽離子之適合的範圍包括約5莫耳%至約25莫耳%。
如本文中所使用，離子場強度被定義為離子之電荷除以其離子半徑之平方。當離子被視為空間中的點電荷時，離子場強度基本上是由離子創建之靜電場之強度的度量。例如，鉀之常見離子狀態為+1，而離子半徑為1.33 A (A=埃)，從而得出離子場強度為(+1/(1.33*1.33)=0.57。具有相等的離子電荷但較小的離子半徑0.97 A之鈉具有較高的場強度1.06。一般而言，較高的離子電荷及/或較小的離子半徑將促成較高的離子場強度。
實例
提供複數個玻璃組成物(A-O)，其具有以下在表1中陳述之組分。
表1.玻璃組成物A – M之組分
玻璃組成物各自在第1圖所示之類型的融合下拉製機上加工，其中各個玻璃組成物是以熔融狀態提供且沿著融合下拉製機之形成表面向下流，直至在根部處會聚。自根部開始，玻璃組成物藉由重力向下流且接近牽引輥。藉由使位於根部下游的牽引輥旋轉來對玻璃組成物進行拉製。
對於玻璃組成物中之每一者，用於使玻璃組成物之黏度自85 kP增大至200 kP且增大至500 kP的溫度梯度(即，玻璃組成物之溫度的降低)(即，黏度曲線斜率)被記錄，且結果在第2圖中陳述。在第2圖中，左側y軸指代使玻璃組成物之黏度自85 kP增大至200 kP所需的溫度梯度，且右側y軸指代使玻璃組成物之黏度自85 kP增大至500 kP所需的溫度梯度。
如第2圖所示，在鹼性玻璃組成物當中，組成物K展現出用於使黏度自85千泊(kP) (根部黏度)增大至較高黏度(200 kP及500 kP)之最低的溫度梯度。例如，如第2圖所示，組成物K之黏度在溫度降低小於35 ℃之情況下自85 kP增大至200 kP(參見第2圖，左側軸)。此外，組成物K之黏度在溫度降低小於80 ℃之情況下自85 kP增大至500 kP(參見第2圖，右側軸)。
第3圖描繪用於使玻璃組成物之根部黏度(80 kP)增大至高達5 X 106
泊之若干較高黏度的溫度梯度(即，黏度曲線斜率)之圖。沿著第3圖之x軸繪製之黏度範圍對應於當在融合下拉製機中加工時，玻璃在根部與牽引輥之間的若干位置處之較高黏度(相對於根部)及在牽引輥處之黏度。此等結果藉由上文參照第2圖所描述之相同程序獲得。
如第3圖所示，組成物D展現出用於使黏度自根部黏度(80 kP)增大至若干較高黏度之最高的溫度梯度。組成物D具有未預防袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率。相反，組成物J及K展現出用於使黏度自根部黏度(80 kP)增大至若干較高黏度之最低的溫度梯度。組成物J及K具有預防袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率。在此實例中，已發現組成物I及在給定黏度下的溫度梯度低於組成物I之所有組成物全部具有避免袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率(即，組成物I、M、J及K)。組成物D、F、H、A、C、G及B具有無法避免袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率。
以下的表2描述用於使玻璃組成物之黏度自根部黏度(此處為85 kP)增大至較高黏度之溫度梯度(Δ ℃)，此等較高黏度對應於當在融合下拉製機中加工時，玻璃在根部與牽引輥之間的若干位置處的黏度及在牽引輥處的黏度。資料藉由上文所描述之相同程序獲得。
表2：用於使玻璃組成物自85 kP增大至較高黏度之溫度梯度(Δ ℃)
在某些實施例中，避免袋狀翹曲缺陷之彼等組成物當中所包括之組成物包括其中用於使黏度自根部黏度(85 kP)增大至100 kP的溫度梯度小於約8.5 ℃，用於使黏度自根部黏度(85 kP)增大至200 kP的溫度梯度小於約43 ℃，用於使黏度自根部黏度(85 kP)增大至500 kP的溫度梯度小於約85 ℃，且/或用於使黏度自根部黏度(85 kP)增大至1000 kP的溫度梯度小於約115 ℃之組成物。在此特地實例中，組成物I - M具有預防袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率，且在此等組成物中避免了袋狀翹曲缺陷。
| 玻璃組成物 | ||||||
| A | B | C | D | E | F | |
| 85 kP至100 kP | 9.0 | 8.8 | 8.9 | 9.8 | 9.7 | 9.3 |
| 85 kP至200 kP | 45.4 | 44.4 | 45.1 | 49.9 | 49.2 | 47.2 |
| 85 kP至500 kP | 89.4 | 87.3 | 88.8 | 98.9 | 97.2 | 93.6 |
| 85 kP至1000 kP | 120 | 117 | 119 | 133 | 131 | 126 |
| 玻璃組成物 | ||||||
| G | H | I | J | K | L | |
| 85 kP至100 kP | 8.7 | 9.3 | 8.3 | 7.7 | 7.6 | 7.8 |
| 85 kP至200 kP | 44.5 | 46.9 | 42.2 | 38.9 | 38.7 | 39.6 |
| 85 kP至500 kP | 88.1 | 92.7 | 83.5 | 76.8 | 76.5 | 78.3 |
| 85 kP至1000 kP | 119 | 125 | 112 | 103 | 103 | 105 |
| 玻璃組成物 | ||||||
| M | ||||||
| 85 kP至100 kP | 7.7 | |||||
| 85 kP至200 kP | 39.3 | |||||
| 85 kP至500 kP | 77.9 | |||||
| 85 kP至1000 kP | 105 |
熟習此項技術者將顯而易見，在不脫離本發明的精神及範圍的情況下，可進行各種修改及變化。
10:形成主體
20:槽
30:壁部分
40:溢流側壁或堰
50:一對大體上垂直的形成表面部分
60:一對向下傾斜的會聚表面部分
70:根部
80:熔融玻璃
90:遞送通道
100:一對限制壩
110:自由表面
120:表面未污染的玻璃
130:牽引輥
135:牽引輥距離
140:玻璃邊緣部分
第1圖為融合下拉製機之透視的、部分橫截面視圖；
第2圖為使複數個玻璃組成物之黏度自85千泊(kilopoise；kP)增大至200 kP且自85 kP增大至500 kP所需的溫度梯度之圖形描述；以及
第3圖為用於使複數個玻璃組成物之黏度自80 kP增大至若干較高黏度所需的溫度梯度之圖形描述。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
Claims (17)
- 一種鋁矽酸鹽玻璃，包含：基於一氧化物以莫耳百分比計在約5莫耳%至約25莫耳%之範圍內的MgO+CaO+SrO+Li2O+ZnO+Y2O3+ZrO2+La2O3+TiO2+Nb2O5+Ta2O5；該玻璃可藉由以下步驟加工：(i)使處於一熔融狀態之該玻璃流過形成表面以形成一玻璃帶，該等形成表面在一根部處會聚，及(ii)使用牽引輥對該玻璃帶進行拉製以形成一玻璃片，其中該等牽引輥以一牽引輥距離與該根部隔開，並且其中該玻璃展現出藉由以下步驟獲得之一黏度曲線斜率：繪製用於使該玻璃在該根部處之一根部黏度增大至在該根部與該等牽引輥之間的若干位置中之一者處的一較高黏度及該玻璃在該等牽引輥處之一黏度的一溫度梯度；該玻璃包含一液相黏度，該根部黏度小於該液相黏度，並且該玻璃包含預防一袋狀翹曲缺陷之一黏度曲線斜率；以及其中，當該玻璃之該根部黏度在約70kP至約90kP之範圍內，且該玻璃在該等牽引輥處之該黏度大於90kP且小於或等於1 X 108kP時，該溫度梯度小於約150℃。
- 如請求項1所述之鋁矽酸鹽玻璃，進一步包含在約50莫耳%至約75莫耳%之範圍內的SiO2。
- 如請求項1所述之鋁矽酸鹽玻璃，在一第一溫度下展現出85kP之一黏度且在一第二溫度下展現出100kP之一黏度，並且其中該第一溫度與該第二溫度之間存在小於約8.5℃之一差值。
- 如請求項1所述之鋁矽酸鹽玻璃，在一第一溫度下展現出85kP之一黏度且在一第三溫度下展現出200kP之一黏度，並且其中該第一溫度與該第三溫度之間存在小於約43℃之一差值。
- 如請求項1所述之鋁矽酸鹽玻璃，在一第一溫度下展現出85kP之一黏度且在一第四溫度下展現出500kP之一黏度，並且其中該第一溫度與該第四溫度之間存在小於約85℃之一差值。
- 如請求項1所述之鋁矽酸鹽玻璃，在一第一溫度下展現出85kP之一黏度且在一第五溫度下展現出1000kP之一黏度，並且其中該第一溫度與該第五溫度之間存在小於約115℃之一差值。
- 一種由一玻璃組成物製造一玻璃片之方法，該玻璃組成物在一融合下拉製機中使用牽引輥加工，該方法包含以下步驟：判定複數個玻璃組成物中之每一者之一黏度曲線斜 率，該些玻璃組成物藉由以下步驟加工：(i)使處於一熔融狀態之該些玻璃中之每一者流過形成表面以形成一玻璃帶，該等形成表面在一根部處會聚，及(ii)使用該等牽引輥對該玻璃帶進行拉製以形成該玻璃片，其中該等牽引輥以一牽引輥距離與該根部隔開，並且其中該黏度曲線斜率藉由以下步驟獲得：繪製用於使該些玻璃組成物中之每一者在該根部處之一根部黏度增大至在該根部與該等牽引輥之間的若干位置處的一較高黏度及該等牽引輥處之一黏度的一溫度梯度；其中該溫度梯度小於150℃，該些玻璃組成物中之每一者之該根部黏度在約70kP至約90kP之範圍內，並且該些玻璃組成物中之每一者在該等牽引輥處之該黏度大於90kP且小於或等於1 X 108kP；其中該些玻璃組成物中之每一者包含一液相黏度，該些玻璃組成物中之每一者之該根部黏度小於該液相黏度；以及自該些玻璃組成物中選擇玻璃組成物，該玻璃組成物(a)包括數量在約5莫耳%至約25莫耳%之範圍內的MgO+CaO+SrO+Li2O+ZnO+Y2O3+ZrO2+La2O3+TiO2+Nb2O5+Ta2O5；且(b)包含預防一袋狀翹曲缺陷之一黏度曲線斜率；以及使用具有預防該袋狀翹曲缺陷之黏度曲線斜率之該 玻璃組成物對該玻璃片進行拉製。
- 如請求項7所述之方法，其中該根部黏度在約75kP至約85kP之範圍內。
- 如請求項8所述之方法，其中用於使該根部黏度增大至100kP之一較高黏度的該溫度梯度小於約8.5℃。
- 如請求項8所述之方法，其中用於使該根部黏度增大至200kP之一較高黏度的該溫度梯度小於約43℃。
- 一種由一玻璃組成物製造一玻璃片之方法，該玻璃組成物在一融合下拉製機中使用牽引輥加工，該方法包含以下步驟：判定(i)該玻璃組成物之一液相黏度，及(ii)該玻璃組成物在一融合下拉製過程期間形成的一根部處在該玻璃組成物之一根部黏度溫度下的一根部黏度；為該玻璃組成物選擇在該根部下游的一或多個目標下游黏度，該等目標下游黏度在量值上高於該根部黏度，且在量值上低於該液相黏度；與該玻璃組成物之該根部黏度溫度相比，判定用於在該玻璃組成物中達成該一或多個目標下游黏度的一溫度梯度；將用於達成該一或多個目標下游黏度中之任何一者 的該溫度梯度與用於在該融合下拉製機中在該根部黏度溫度下在一第二參考玻璃組成物中達成該目標下游黏度的一參考溫度梯度進行比較，已知該第二參考玻璃組成物避免了袋狀翹曲缺陷；以及若用於該等目標黏度中之任一者的該等溫度梯度中之任一者在量值上低於用於在該第二參考玻璃組成物中達成該目標黏度之該參考溫度梯度，則使處於一熔融狀態之該玻璃組成物流過會聚的形成表面以形成一玻璃帶，並且使該等牽引輥旋轉以對該玻璃帶進行拉製以製造該玻璃片。
- 如請求項11所述之方法，其中該根部黏度在約70kP至約90kP之範圍內，並且該一或多個目標下游黏度在約90kP至約1 X 108kP之範圍內。
- 如請求項12所述之方法，其中該根部黏度在約80kP至約85kP之範圍內。
- 如請求項12所述之方法，其中用於達成100kP之一目標下游黏度之該參考溫度梯度為約8.5℃。
- 如請求項12所述之方法，其中用於達成200kP之一目標下游黏度之該參考溫度梯度為約43℃。
- 如請求項12所述之方法，其中用於達成500kP之一目標下游黏度之該參考溫度梯度為約85℃。
- 如請求項12所述之方法，其中用於達成1000kP之一目標下游黏度之該參考溫度梯度為約115℃。
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